Professur für Werkstoffmechanik

Organisation: Professur

Organisationsprofil

Die Professur „Werkstoffmechanik" beschäftigt sich maßgeblich mit der Entwicklung von geeigneten Materialmodellen für verschiedene Werkstoffklassen auf Basis der physikalischen Verformungsmechanismen sowie auf der Prozessmodellierung und -simulation von lokal wirkenden Fertigungsverfahren. Die Entwicklung solcher Materialmodelle ist entscheidend für die Anwendung von neuen Werkstoffen in der Praxis, da diese Modelle erlauben, das Verformungsverhalten in technologischen Produktionsprozessen zu beschreiben und in diesem Sinne zu optimieren. Lokal wirkende Fertigungsverfahren sind hierbei von hoher technologischer Bedeutung. Diese erlauben durch ihren gezielten Einsatz die lokale Einstellung von Eigenschaften. In diesem Zusammenhang sind beispielhaft die Lasermaterialbearbeitung und das Rührreibschweißen zu nennen. Durch einen gezielten Wärmeeintrag in das Material lassen sich die Eigenschaften nahe der Randschicht des Werkstücks maßgeblich beeinflussen und gesteuert verändern. Hierdurch sind verbesserte Eigenschaften, insbesondere in Hinblick auf die Schadenstoleranz, zu erreichen. Die Komplexität der Wechselwirkung zwischen Prozessparametern und Werkstoffeigenschaften führt zu einem hohen experimentellen Aufwand mit hoch entwickelten experimentellen Techniken, um den Einfluss auf das Bauteil bewerten zu können. Daher ist es unbedingt notwendig, diese Wechselwirkungen mit Hilfe der Modellierung abzusichern und im Optimalfall den experimentellen Aufwand auf ein Minimum zu reduzieren. Die entwickelten Prozess- und Materialmodelle werden anschließend dazu eingesetzt, um optimale Prozessparameter und -bedingungen zu identifizieren, die ein gewünschtes Eigenschaftsprofil im Werkstoff und in der Struktur erzeugen. Hierzu bedarf es belastbarer und numerisch effizienter Material- und Prozessmodelle, die anhand des Verständnisses der zugrundeliegenden physikalischen Mechanismen formuliert werden, was Hauptaufgabe der Professur darstellt. Die Identifizierung dieser Mechanismen bedarf der intensiven interdisziplinären Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern der Materialwissenschaft, Mechanik und Produktionstechnik. Die Verknüpfung im Rahmen dieser Professur zwischen der Leuphana Universität Lüneburg mit dem Helmholtz-Zentrum Geesthacht  bietet hierfür eine ideale Möglichkeit.

 

Themen

Modellierung von Mikrostrukturen

Prozessmodellierung und Simulation des Laser-shock-Peenings

Prozessmodellierung und Simulation des Laserstrahlschweißens

Modellierung metallischer Flässer

Modellierung von Eigenspannungen

Modellierung von Nanomaterialien

Entwicklung von Homogenisierungsansätzen für heterogene Materialien

  1. Erschienen

    Semi-stationary shoulder bobbin-tool: A new approach in tailoring macrostructure and mechanical properties of bobbin-tool friction stir welds in magnesium alloy

    Li, G., Chen, T., Fu, B., Shen, J., Bergmann, L., Zhou, L., Chen, K., Santos, J. F. D. & Klusemann, B., 01.08.2023, in: Journal of Materials Processing Technology. 317, 117984.

    Publikation: Beiträge in ZeitschriftenZeitschriftenaufsätzeForschung

  2. Erschienen

    Friction Riveting of FR4 substrates for printed circuit boards: Influence of process parameters on process temperature development and joint properties

    Rodrigues, C. F., Blaga, L. & Klusemann, B., 01.05.2023, in: Journal of Materials Research and Technology. 24, S. 4639-4649 11 S.

    Publikation: Beiträge in ZeitschriftenZeitschriftenaufsätzeForschung

  3. Erschienen

    Fatigue behaviour of multi-spot joints of 2024-T3 aluminium sheets obtained by refill Friction Stir Spot Welding with polysulfide sealant

    Bernardi, M., Suhuddin, U. F. H., Fu, B., Gerber, J. P., Bianchi, M., Ostrovsky, I., Sievers, B., Faes, K., Maawad, E., Lazzeri, L., dos Santos, J. F. & Klusemann, B., 01.07.2023, in: International Journal of Fatigue. 172, 107539.

    Publikation: Beiträge in ZeitschriftenZeitschriftenaufsätzeForschungbegutachtet

  4. Erschienen

    Quasi-in-situ observation of microstructure at the friction interface: Shear deformation, dynamic recrystallization and mechanical responses during friction welding process

    Jin, F., Fu, B., Shen, J., Li, J., Li, W., Santos, J. F. D. & Klusemann, B., 01.06.2023, in: Materials Characterization. 200, 112911.

    Publikation: Beiträge in ZeitschriftenZeitschriftenaufsätzeForschung

  5. Erschienen

    On anisotropic tensile mechanical behavior of Al-Cu-Li AA2198 alloy under different ageing conditions

    Examilioti, T. N., Li, W., Kashaev, N., Ventzke, V., Klusemann, B., Tiryakioğlu, M. & Alexopoulos, N. D., 01.05.2023, in: Journal of Materials Research and Technology. 24, S. 895-908 14 S.

    Publikation: Beiträge in ZeitschriftenZeitschriftenaufsätzeForschungbegutachtet

  6. Erschienen

    Temperature-dependent mechanical behavior of aluminum AM structures generated via multi-layer friction surfacing

    Kallien, Z., Roos, A., Knothe-Horstmann, C. & Klusemann, B., 26.04.2023, in: Materials Science & Engineering A. 871, 11 S., 144872.

    Publikation: Beiträge in ZeitschriftenZeitschriftenaufsätzeForschung

  7. Erschienen

    Anisotropy and mechanical properties of dissimilar Al additive manufactured structures generated by multi-layer friction surfacing

    Rath, L., Kallien, Z., Roos, A., dos Santos, J. F. & Klusemann, B., 03.2023, in: The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 125, 5-6, S. 2091-2102 12 S.

    Publikation: Beiträge in ZeitschriftenZeitschriftenaufsätzeForschungbegutachtet

  8. Erschienen

    Numerical investigation of laser beam-welded AA2198 joints under different artificial ageing conditions

    Examilioti, T., Germanou, A., Papanikos, P., Kashaev, N., Klusemann, B. & Alexopoulos, N. D., 01.01.2022, in: Procedia Structural Integrity. 42, S. 244-250 7 S.

    Publikation: Beiträge in ZeitschriftenKonferenzaufsätze in FachzeitschriftenForschung

  9. Erschienen

    Strengthening Mechanisms and Strain Hardening Behavior of 316L Stainless Steel Manufactured by Laser-Based Powder Bed Fusion

    Taghipour, A., Mazaheri, Y., McDavid, J., Sheikhi, S., Braun, M., Shen, J., Klusemann, B. & Ehlers, S., 02.2023, in: Advanced Engineering Materials. 25, 4, 16 S., 2201230.

    Publikation: Beiträge in ZeitschriftenZeitschriftenaufsätzeForschungbegutachtet

  10. Erschienen

    Comparing the fatigue performance of Ti-4Al-0.005B titanium alloy T-joints, welded via different friction stir welding sequences

    Su, Y., Li, W., Shen, J., Bergmann, L., dos Santos, J. F., Klusemann, B. & Vairis, A., 24.11.2022, in: Materials Science & Engineering A. 859, 144227.

    Publikation: Beiträge in ZeitschriftenZeitschriftenaufsätzeForschungbegutachtet